ELETROSTATICA_ELETRIZACAO ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA

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ELETROSTÁTICA - ELETRIZAÇÃO
	
	
	FÍSICA ELETRICIDADE
	
	ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
ELETROSTÁTICA - ELETRIZAÇÃO
INTRODUÇÃO
A eletricidade é um fenômeno que desperta interesse na humanidade desde a antiguidade. Ao redor de
600 a.C. os gregos já sabiam que atritando o âmbar (resina amarelada) com pele de animais era possível atrair partículas leves. Em 1600 William Gilbert, com o livro De Magnete, [Gilbert, 1958], apresenta a construção do versariam, considerado o primeiro aparelho para o estudo da eletrostática, descrevendo diversas experiências com ele. Hoje sabe-se que toda matéria é constituída de átomos, que por sua vez são formados de partículas que apresentam cargas positiva e negativa: prótons e elétrons, respectivamente. A interação entre cargas é denominada “elétrica”, sendo muitas ordens de grandeza maior do que a interação gravitacional. O eletromagnetismo é uma interação fundamental, muito mais importante que a gravitação no domínio que nos é mais familiar, sendo a interação eletromagnética aquela que compreendemos melhor [Nussenzveig, 2001]. As forças elétricas podem ser atrativas ou repulsivas, dependendo apenas de quais cargas estão interagindo. Cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem. Na forma “natural” a matéria apresenta-se neutra, ou seja, possui o mesmo número de cargas positivas e negativas cancelando assim os efeitos de interações elétricas (considerando os dois corpos neutros) [Chabay e Sherwood, 2002]. No entanto, é possível remover ou adicionar partículas negativas, elétrons, o que acarretará um desequilíbrio entre o número de cargas positivas e negativas. A carga líquida num material é a soma das cargas positivas e negativas, sendo que a carga total terá o sinal daquela em maior quantidade. Nesses processos de troca de carga entre corpos sempre há conservação da carga elétrica total, ou seja, se algum corpo perde carga negativa o outro deve recebê-la. Existem três processos principais pelos quais os materiais são eletrizados: atrito, contato e indução.
Eletrização por atrito é o processo bem simples de geração de cargas eletrostáticas, ele pode ocorrer sempre que dois corpos de materiais diferentes são esfregados um no outro. A eletrização por atrito não acontece entre metais porque eles são bons condutores e a descarga é muito rápida, não conseguindo mantê-los eletrificados.
O processo de indução eletrostática ocorre quando um corpo eletrizado redistribui cargas de um condutor neutro. O corpo eletrizado, o indutor, é colocado próximo ao corpo neutro, o induzido. Isso permite que as cargas do indutor atraiam ou repilam as cargas negativas do corpo neutro, devido a Lei de Atração e Repulsão entre as cargas elétricas.
A distribuição de cargas no corpo induzido mantém-se apenas na presença do corpo indutor. Para eletrizar o induzido deve-se colocá-lo em contato com outro corpo neutro e de dimensões maiores, antes de afastá-lo do indutor.
OBJETIVO
•	Esta experiência tem como objetivo verificar como ocorre os processos de eletrização por atrito e a
indução eletrostática aplicada a um corpo neutro.
MATERIAL
•	Pedaço de papel alumínio
•	Canudos de plástico
•	Uma base tripé com haste
•	Um rolo de fio
•	Uma folha de papel toalha
ROTEIRO EXPERIMENTAL
Eletrização por atrito
1. Pegue o tripé e monte
com a haste.
2. Coloque em pé e adicione o suporte horizontal.
3. Em seguida amarre em uma das no suporte e na outra ponta a bolinha de alumínio. Agora já está tudo pronto para se dar início a esta experiência.
4.
5. Aproxime um canudo de plástico da bolinha sem ele sofrer atrito, a bolinha não sofre nenhuma reação, ou seja, não há uma diferença de carga elétrica que irá fazer com que ele sofra atração ou repulsão.
6. Já quando o canudo é atritado em um papel toalha, ele irá
perder elétrons, tornando-se assim eletrificado positivamente.
7. Assim ao aproximá-lo da bolinha de alumínio que está com carga nula, ela irá atrair os elétrons do lado mais próximo ao canudo, através da indução eletrostática, deixando a bolinha com dois polos de carga, mas ainda com carga nula. Ou seja, a somatória das cargas positivas e negativas na bolinha de alumínio ainda é zero, pois a esfera está isolada. Então ela será atraída pelo canudo.
8. Se deixarmos o canudo tocar a bolinha, este irá tirar elétrons da bolinha de alumínio até que eles tenham a mesma carga. Em seguida, como a bolinha e o canudo agora possuem a mesma carga eles irão sofrer repulsão.
9. Em seguida, como a bolinha e o canudo agora possuem a mesma carga eles irão sofrer repulsão.
REPULSÃO ENTRE CORPOS COM CARGAS ELÉTRICAS IGUAIS
1. Suspenda pelo fio dois canudos eletricamente neutros.
2. Atrite o terceiro canudo com o papel toalha e aproxime-o dos dois descarregados. Observe o que acontece.
3. Atrite os dois canudos suspensos com o papel toalha e observe o que acontece.
4. Aproxime o seu dedo dos canudos carregados e observe o que acontece.
5. Atrite novamente o terceiro canudo e aproxime dos outros suspensos carregados. Observe o que acontece. ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÕES
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
1. O que aconteceu com o canudo após o atrito com o papel toalha?
2. Qual o sinal da carga da bolinha de alumínio antes da interação com o canudo?
3. Porque ela é atraída pelo canudo após este ser atritado? Um corpo que está carregado com carga nula
pode ser atraído? E repelido?
4. E depois dessa interação?
5. Porque há repulsão depois de alguns segundos que a bolinha e o canudo estão em contato?
6. O que aconteceria se ao invés do canudo, eu utilizasse uma barra de ferro?
7. Porque, às vezes, tomamos choque quando vamos abrir a porta do carro?
REPULSÃO ENTRE CORPOS COM CARGAS ELÉTRICAS IGUAIS
1. Por que os canudos neutros foram atraídos pelo terceiro canudo carregado?
2. Por que os dois canudos se repeliram após serem atritados com papel toalha?
3. Explique o que aconteceu quando você aproximou o dedo dos canudos carregados.
4. Por que os dois canudos carregados forma repelidos pelo terceiro canudo carregado?
5. Por que o atrito entre alguns corpos provoca o acumulo de cargas elétricas? De onde estas cargas são
provenientes?
6. A força de repulsão depende da força com que os canudos são atritados?
7. Atritando os canudos com uma flanela e aproximando-os ocorre repulsão. você poderia criar uma
situação onde ocorresse atração?